(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端が回折格子によって挟まれたスペース部と回折格子部とが連結されたセグメントが複数設けられた第１反射器と、
前記第１反射器に対応して設けられた導波路とを備え、
前記導波路は、前記セグメントのうち隣接する２つのセグメントの両方にまたがって延在する利得領域と、前記セグメントのうち隣接する２つのセグメントの両方にまたがって延在する屈折率可変領域とを有することを特徴とする半導体レーザ。
【請求項２】
前記第１反射器における各セグメントに対応する前記利得領域の長さと前記屈折率可変領域の長さは、互いに等しいことを特徴とする請求項１記載の半導体レーザ。
【請求項３】
前記各セグメントに対する前記利得領域の長さと前記屈折率可変領域の長さとの比は、１対０．４〜１．０であることを特徴とする請求項１記載の半導体レーザ。
【請求項４】
前記第１反射器に光結合する第２反射器をさらに備え、
前記第２反射器は、回折格子部とスペース部とが連結されたセグメントが複数設けられてなることを特徴とする請求項１記載の半導体レーザ。
【請求項５】
前記第２反射器の導波路は、前記セグメントのうち隣接する２つのセグメントの両方にまたがって延在する利得領域と、前記セグメントのうち隣接する２つのセグメントの両方にまたがって延在する屈折率可変領域とを有する請求項４記載の半導体レーザ。
【請求項６】
前記第２反射器には、光学的長さが互いに異なるセグメントが設けられてなることを特徴とする請求項４記載の半導体レーザ。
【請求項７】
前記第１反射器において、端部を除く全てのセグメントに対応する前記導波路には、前記隣接する２つのセグメントの両方にまたがって延在する利得領域と、前記隣接する２つのセグメントの両方にまたがって延在する屈折率可変領域とが設けられてなることを特徴とする請求項１記載の半導体レーザ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体レーザに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、抽出回折格子（ＳＧ：Ｓａｍｐｌｅｄ  Ｇｒａｔｉｎｇ）を備えかつ利得部と屈折率可変領域とが交互に形成された導波路を有する、波長可変型の半導体レーザを開示している。このような半導体レーザでは、屈折率可変領域の屈折率を変化させることによって、ＳＧで生成される離散スペクトルの反射ピーク波長をシフトさせることができる。特許文献１は、効果的に反射ピーク波長を制御するためには屈折率可変領域および利得領域の配置が重要であることを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−２７３４００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の構造では、屈折率可変領域と利得領域との突き合わせ接合部（Ｂｕｔｔ−Ｊｏｉｎｔ）の数がセグメント数の２倍となってしまう。Ｂｕｔｔ−ｊｏｉｎｔでは、反射など光学的に不連続が生じるため、半導体レーザの特性が劣化してしまう。このため、Ｂｕｔｔ−Ｊｏｉｎｔ数はできるだけ少ないことが好ましい。なお、ここでセグメントとは、回折格子とそれに連結されたスペース部の単位を指す。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、Ｂｕｔｔ−Ｊｏｉｎｔ数が抑制された半導体レーザを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る半導体レーザは、両端が回折格子によって挟まれたスペース部と回折格子部とが連結されたセグメントが複数設けられた第１反射器と、前記第１反射器に対応して設けられた導波路とを備え、前記導波路は、前記セグメントのうち隣接する２つのセグメントの両方にまたがって延在する利得領域と、前記セグメントのうち隣接する２つのセグメントの両方にまたがって延在する屈折率可変領域とを有している。
【０００７】
前記第１反射器における各セグメントに対応する前記利得領域の長さと前記屈折率可変領域の長さは、互いに等しくてもよい。前記各セグメントに対する前記利得領域の長さと前記屈折率可変領域の長さとの比は、１対０．４〜１．０としてもよい。前記第１反射器に光結合する第２反射器をさらに備え、前記第２反射器は、回折格子部とスペース部とが連結されたセグメントが複数設けられていてもよい。
【０００８】
前記第２反射器の導波路は、前記セグメントのうち隣接する２つのセグメントの両方にまたがって延在する利得領域と、前記セグメントのうち隣接する２つのセグメントの両方にまたがって延在する屈折率可変領域とを有していてもよい。前記第２反射器には、光学的長さが互いに異なるセグメントが設けられていてもよい。前記第１反射器において、端部を除く全てのセグメントに対応する前記導波路には、前記隣接する２つのセグメントの両方にまたがって延在する利得領域と、前記隣接する２つのセグメントの両方にまたがって延在する屈折率可変領域とが設けられていてもよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、Ｂｕｔｔ−Ｊｏｉｎｔ数が抑制された半導体レーザを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例１に係る半導体レーザの全体構成を示す模式的断面図である。
【図２】半導体レーザの効果をより明確にするための比較例を示す図である。
【図３】離散スペクトルを示す図である。
【図４】波長シフトを示す図である。
【図５】発振スペクトルを示す図である。
【図６】実施例２に係る半導体レーザの全体構成を示す模式的断面図である。
【図７】実施例３に係る半導体レーザの全体構成を示す模式的断面図である。
【図８】ＣＳＧ−ＤＢＲ領域Ｆの等価屈折率変化量依存性の計算結果を示す図である。
【図９】実施例４に係る半導体レーザの全体構成を示す模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。
【実施例１】
【００１２】
図１は、実施例１に係る半導体レーザ１００の全体構成を示す模式的断面図である。図１に示すように、半導体レーザ１００は、第１ＳＧ−ＤＦＢ（Ｓａｍｐｌｅｄ  Ｇｒａｔｉｎｇ  Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ｆｅｅｄｂａｃｋ）領域Ａと第２ＳＧ−ＤＦＢ領域Ｂとが互いに連結された構造を有する。半導体レーザ１００においては、これらの２つのＳＧ−ＤＦＢ領域が、レーザ発振のための共振器として機能する。
【００１３】
第１ＳＧ−ＤＦＢ領域Ａおよび第２ＳＧ−ＤＦＢ領域Ｂは、基板１上に、下クラッド層２、導波路コア３、上クラッド層４、およびコンタクト層５が形成された構造を有する。導波路コア３は、利得領域３１と屈折率可変領域３２とが交互に形成された構造を有する。コンタクト層５は、利得領域３１と屈折率可変領域３２との界面の上方でそれぞれ分離されている。コンタクト層５において、分離された箇所には絶縁膜６が形成されている。利得領域３１の上方のコンタクト層５上には、利得制御用電極７が形成されている。屈折率可変領域３２の上方のコンタクト層５上には、屈折率調整用電極８が形成されている。
【００１４】
回折格子（グレーティング）９は、下クラッド層２において、利得領域３１下と屈折率可変領域３２下とにそれぞれ形成されている。各回折格子９は、所定の間隔を空けて離散的に形成されている。なお、本実施例において回折格子とは、高屈折率の領域と低屈折率の領域とが繰り返し形成された構造を採用している。このほか、高屈折層と低屈折層の界面に凹凸を設けた構造を採用することもできる。また、回折格子９が設けられている領域と、その回折格子９に連結し前後が回折格子９によって挟まれたスペース部の組み合わせ構造をセグメントと称する。１つの利得領域３１と１つの屈折率可変領域３２との合計の長さを、基本周期長Ｌ１と称する。また、各セグメントの長さを、セグメント長Ｌ２と称する。
【００１５】
本実施例においては、第１ＳＧ−ＤＦＢ領域Ａ側をフロント側とし、第２ＳＧ−ＤＦＢ領域Ｂ側をリア側とする。第１ＳＧ−ＤＦＢ領域Ａおよび第２ＳＧ−ＤＦＢ領域Ｂにおいて、基板１、下クラッド層２、導波路コア３、および上クラッド層４は、一体的に形成されている。
【００１６】
第１ＳＧ−ＤＦＢ領域Ａ側の基板１、下クラッド層２、導波路コア３および上クラッド層４の端面には、ＡＲ（Ａｎｔｉ  Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）膜１１が形成されている。すなわち、ＡＲ膜１１は、半導体レーザ１００のフロント側端面に形成されている。第２ＳＧ−ＤＦＢ領域Ｂ側の基板１、下クラッド層２、導波路コア３、および上クラッド層４の端面においても、ＡＲ（Ａｎｔｉ-Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）膜１２が形成されている。すなわち、ＡＲ膜１２は、半導体レーザ１００のリア側端面に形成されている。基板１下には、裏面電極１０が形成されている。裏面電極１０は、第１ＳＧ−ＤＦＢ領域Ａおよび第２ＳＧ−ＤＦＢ領域Ｂにまたがって形成されている。
【００１７】
基板１は、例えば、ＩｎＰからなる結晶基板である。下クラッド層２および上クラッド層４は、例えばＩｎＰからなり、電流狭窄を行うとともに導波路コア３を往復するレーザ光を閉じ込める機能を有する。導波路コア３の利得領域３１は、量子井戸活性層であり、例えばＧａ０．３２Ｉｎ０．６８Ａｓ０．９２Ｐ０．０８からなる井戸層とＧａ０．２２Ｉｎ０．７８Ａｓ０．４７Ｐ０．５３からなる障壁層とが交互に積層された構造を有する。導波路コア３の屈折率可変領域３２は、例えばＧａ０．２８Ｉｎ０．７２Ａｓ０．６１Ｐ０．３９結晶からなる導波層である。
【００１８】
コンタクト層５は、Ｇａ０．４７Ｉｎ０．５３Ａｓ結晶からなる。これら各半導体は、たとえばＭＯＣＶＤ法などの一般的なエピタキシャル成長法によって形成することができる。また、回折格子およびスペース部を含む構造は、干渉露光法およびフォトリソグラフィー法によって形成することができる。絶縁膜６は、ＳｉＮ，ＳｉＯ２等の絶縁体からなる保護膜である。利得制御用電極７および屈折率調整用電極８は、Ａｕ等の導電性材料からなる。ＡＲ膜１１，１２は、例えば０．３％以下の反射率を有する端面膜であり、例えばＭｇＦ２およびＴｉＯＮからなる誘電体膜からなる。ここで、反射率とは、半導体レーザ内部の導波路を伝播する光に対する反射率を指す。屈折率可変領域３２に電流注入することで１．５％程度の等価屈折率を変えることが可能である。
【００１９】
続いて、半導体レーザ１００の動作について説明する。まず、図示しない温度制御装置により、半導体レーザ１００の温度を所定値に設定する。次に、利得制御用電極７に所定の駆動電流を注入するとともに、屈折率調整用電極８に所定の電気信号を入力する。それにより、導波路コア３においてレーザ発振が生じて、外部に発振光が出力される。屈折率調整用電極８に入力される電気信号によって、導波路コア３の屈折率可変領域３２の等価屈折率が所定の値に調整される。それにより、半導体レーザ１００の反射ピーク波長が調整される。
【００２０】
本実施例においては、利得領域３１および屈折率可変領域３２は、それぞれ、２つのセグメントをまたいで設けられている。これにより、利得領域３１と屈折率可変領域３２とのＢｕｔｔ−Ｊｏｉｎｔ接合箇所数を低減させることができる。
【００２１】
なお、反射器を構成する複数のセグメントのうち、一部は、他のセグメントにまたがって設けられない態様であってもよい。もちろん、すべてのセグメントの利得領域と屈折率可変領域とが上記またがって設けられる態様であれば、もっともＢｕｔｔ−Ｊｏｉｎｔを削減することができる。なお、反射器を構成する複数のセグメントのうち、最も端部に位置するセグメントに対応する利得領域あるいは屈折率可変領域は、その先にまたがって設けられるべきセグメントが無い場合、他のセグメントにまたがって形成することはできない。
【００２２】
Ｂｕｔｔ−Ｊｏｉｎｔは異種半導体材料の接合部である。この領域は、例えば導波路コア３の利得領域３１を形成した後、屈折率可変領域３２形成部をエッチングし、再度当該部を利得領域とは異なる材料を再成長して埋め込むことで形成される。このとき、再成長界面では、主にエッチング形状や再成長時の異常成長などから光学特性的に理想的な形状を得ることは非常に困難を伴う。このため、好ましくない反射を少なからず生む。また結晶品質も低下しており、しきい電流増大、光出力低下などの不都合も生じる。つまり、本実施例によりＢｕｔｔ−Ｊｏｉｎｔを少なく構成することは、レーザ特性の劣化や信頼性の低下を抑制することにつながる。
【００２３】
また、Ｂｕｔｔ−Ｊｏｉｎｔ接合数を低減させることができることによって、利得制御用電極７、屈折率調整用電極８の総数を減少させることができる。これは、電極パターン微細化にともなう短絡等のリスクを低減することにつながる。なお、本実施例では、第１ＳＧ−ＤＦＢ領域Ａと第２ＳＧ−ＤＦＢ領域Ｂとの境界に対応した領域には、利得領域が設けられている。この利得領域は、第１ＳＧ−ＤＦＢ領域Ａと第２ＳＧ−ＤＦＢ領域Ｂにまたがって利得を提供している。
【００２４】
また、第１ＳＧ−ＤＦＢ領域Ａの端部（フロント側端部）および、第２ＳＧ−ＤＦＢ領域Ｂの端部（リア側端部）より先には隣接するセグメントが存在しないため、この領域におけるセグメントには、他のセグメントにまたがらない利得領域あるいは屈折率可変領域が設けられることになる。
【００２５】
図２は、半導体レーザ１００の効果をより明確にするための比較例を示す図である。図２に示すように、比較例に係る半導体レーザは、本実施例に係る半導体レーザ１００と同様に、第１ＳＧ−ＤＦＢ領域と第２ＳＧ−ＤＦＢ領域とが互いに連結された構造を有する。
【００２６】
図２の構成では、１つのセグメントに対して、利得領域３１と屈折率可変領域３２とが１つずつ設けられている。したがって、セグメントの総数に対する、利得領域３１と屈折率可変領域３２とのＢｕｔｔ−Ｊｏｉｎｔ接合箇所数が多くなってしまう。その結果、レーザ特性の劣化や信頼性の低下を招いてしまう。
【００２７】
つぎに、波長制御性について説明する。比較例においては、ＳＧ−ＤＦＢの利得スペクトルは、図３のような離散スペクトルとなる。離散スペクトルのピーク包絡線は、下記式（１）〜（４）のように、１つのＳＧ−ＤＦＢの反射スペクトル強度Ｒにほぼ対応する。
【００２８】
【数１】
0005499903.tif 000002
【００２９】
【数２】
0005499903.tif 000003
【００３０】
【数３】
0005499903.tif 000004
【００３１】
【数４】
0005499903.tif 000005
【００３２】
なお、上記式において、「λ」は、伝播波長（発振波長）である。「κ」は結合係数である。「ＬＳＧ」は、回折格子の長さである。「ｎＳＧ」は、回折格子の平均屈折率である。「Λ」は、回折格子の周期（ピッチ）である。「ｇｔｈ」は、しきい利得である。「ｉ」は、虚数単位である。「γ」は、共振器方向の伝播乗数である。「δ」は、伝播定数差である。「Δｎr」は、グレーティング部の実屈折率差である。「β」は、光ロス成分を除く伝播定数である。「β０」は、ブラッグ伝播定数である。
【００３３】
包絡線のピーク波長λｂｒａｇｇは、回折格子のブラッグ波長であり、平均屈折率ｎＳＧおよび周期Λを用いて、下記式（５）のように表される。また、回折格子長ＬＳＧが短くなるほど、図３のように波長に対して緩やかな形状となる。本発明のセグメントは、たとえば、２４０μmのピッチを１５個有する３．６μmの回折格子９と６７．２μmのスペース部を備えたセグメントである。離散スペクトルのピーク位置は、セグメントの平均屈折率ｎｓｅｇおよびセグメント長Ｌｓｅｇを用いて下記式（６）のように表される。なお、下記式（６）において、「ｍ」は１以上の整数である。平均屈折率ｎｓｅｇは、利得領域と屈折率可変領域とからなる場合、利得領域の等価屈折率ｎＧと屈折率可変領域の等価屈折率ｎＴとを用いて、下記式（７）のように表される。なお、下記式（７）で、「ＬＧａｉｎ」は利得領域長であり、「ＬＴｕｎｅ」は屈折率可変領域長である。
【００３４】
【数５】
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【００３５】
【数６】
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【００３６】
【数７】
0005499903.tif 000008
【００３７】
比較例における基本周期長Ｌ１＝セグメント長Ｌ２の関係は、全セグメントで維持されるため、上記式（７）の屈折率ｎＴを変化させた場合に得られる離散スペクトルのピーク位置は、上記式（６）より全離散ピークが等量分シフトし、図４（ａ）および図４（ｂ）のような連続的な波長シフトが実現される。
【００３８】
本実施例においても、屈折率可変領域３２の長さに起因して、図４（ｃ）および図４（ｄ）のように、波長シフトが不連続となってしまう可能性がある。例えば、利得領域３１の長さと屈折率可変領域３２の長さとの比がセグメントごとに異なっている場合、平均屈折率がセグメントごとに異なってしまう。この場合、回折格子による干渉効果が薄れてしまい、上記式（５）の干渉ピークを成立させることが困難になる場合もある。そのような場合の波長シフトは、図４（ｃ）および図４（ｄ）に示すように、不連続なものとなってしまう。本実施例において屈折率可変領域の簡易な制御で反射ピーク波長を連続的に変化させるためには、各セグメントで利得領域３１と屈折率可変領域３２との長さの比が一定であることが条件となる。
【００３９】
本実施例において、各セグメントで利得領域３１と屈折率可変領域３２との長さの比が一定であれば、上記（１）、（２）の発振条件を満たす。本実施例においては、回折格子９は、利得領域３１と屈折率可変領域３２との２領域で交互に形成されることになる。それにより、利得領域３１と屈折率可変領域３２とでブラグ波長が異なる。しかしながら、先に述べたように回折格子９が十分に短ければ、図３の包絡線は十分緩やかとなる。また、屈折率変化により生じるブラグ波長のシフト量もたとえば６ｎｍ程度と、非常に小さく、包絡線に著しい影響を与えることもない。したがって図４（ｅ）および図４（ｆ）に示すように、連続的な波長シフトが得られることから、波長制御性がよい。
【００４０】
続いて、本実施例に係る半導体レーザ１００における基本周期長Ｌ１およびセグメント長Ｌ２の具体例について説明する。第１ＳＧ−ＤＦＢ領域Ａにおける基本周期長をＬ１１とし、第２ＳＧ−ＤＦＢ領域Ｂにおける基本周期長をＬ１２とする。また、第１ＳＧ−ＤＦＢ領域Ａにおけるセグメント長をＬ２１とし、第２ＳＧ−ＤＦＢ領域Ｂにおける基本周期長をＬ２２とする。例えば、下記式（８）〜（１０）が成立しているものとする。
Ｌ２２  ＞  Ｌ２１    （８）
Ｌ１１  ＝  ２×Ｌ２１    （９）
Ｌ１２  ＝  ２×Ｌ２２    （１０）
【００４１】
ＷＤＭのＣ−ｂａｎｄ波長帯での波長可変光源を得るため、例えば、Ｌ１１を７０．８μｍとし、Ｌ１２を７５．６μｍとし、各回折格子９のピッチは、ブラグ波長が共通の１．５４μｍとなるように定める。また、各セグメント内での利得領域３１の長さと屈折率可変領域３２の長さとの比は、利得領域３１の長さ１．０に対し、屈折率可変領域の長さを０．４〜１．０で選択する。これは、利得領域３１が利得を得るために好ましい長さである。選択された比は、各セグメントで等しく構成する。
【００４２】
図５（ａ）は、屈折率可変領域に電流を供給しない場合での発振スペクトルを示す。第１ＳＧ−ＤＦＢ領域Ａと第２ＳＧ−ＤＦＢ領域Ｂとで離散ピーク間隔が異なるため、第１ＳＧ−ＤＦＢ領域Ａと第２ＳＧ−ＤＦＢ領域Ｂとで利得モードが合致する波長でのみ単一モード発振が可能である。この単一波長は、例えば第２ＳＧ−ＤＦＢ領域Ｂの屈折率可変領域３２に電流を供給して等価屈折率を変化させることにより、図５（ｂ）のように屈折率可変領域３２の屈折率変化量に対して階段状に得られる。なお、第１ＳＧ−ＤＦＢ領域Ａの屈折率可変領域３２の屈折率を併せて調整することによって、単一波長を、図５（ｃ）のように略直線上に得ることができる。なお、図５（ｂ）（ｃ）においてＷｂはピーク発振波長である。
【実施例２】
【００４３】
図６は、実施例２に係る半導体レーザ１０１の全体構成を示す模式的断面図である。図６に示すように、半導体レーザ１０１は、図１の半導体レーザ１００に、さらに光吸収領域Ｃ、ＳＯＡ（Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）領域Ｄ、および光変調領域Ｅが備わった構造を有する。第１ＳＧ−ＤＦＢ領域Ａと第２ＳＧ−ＤＦＢ領域Ｂは、実施例１と同じ構造を有している。光吸収領域Ｃは、レーザ光を吸収する光吸収器として機能する。ＳＯＡ領域Ｄは、レーザ光を増幅する光増幅器として機能する。光変調領域Ｅは、レーザ光から変調信号を生成する変調器として機能する。光吸収領域Ｃは、第２ＳＧ−ＤＦＢ領域Ｂのリア側に連結されている。ＳＯＡ領域Ｄは、第１ＳＧ−ＤＦＢ領域Ａのフロント側に連結されている。光変調領域Ｅはマッハツェンダ型の光変調器であり、ＳＯＡ領域Ｄのフロント側に連結されている。
【００４４】
光吸収領域Ｃは、基板１上に、下クラッド層２、導波路コア１３、上クラッド層４、コンタクト層１４、および電極１５が積層された構造を有する。ＳＯＡ領域Ｄは、基板１上に、下クラッド層２、導波路コア１６、上クラッド層４、コンタクト層１７、および電極１８が積層された構造を有する。光変調領域Ｅは、基板１上に、下クラッド層２、導波路コア１９、上クラッド層４、コンタクト層２０、および電極２１が積層された構造を有する。
【００４５】
導波路コア１３，１６は、量子井戸活性層であり、例えば互いに組成の異なるＩｎＧａＡｓＰが積層された構造を有する。また、導波路コア１６は、バルクのＩｎＧａＡｓＰであってもよい。導波路コア１９は、マッハツェンダ型光変調器の片方のアームを構成しており、図示しない部分には、他方のアームが設けられている。ＳＯＡ領域Ｄから出力されたレーザ光は、両方のアームに分配された後、位相変調がなされ、再び光結合される。アームを構成する導波路コア１９は、変調領域１９２の前後に導波路領域１９１が接続された構造を有する。導波路領域１９１は、例えばＰＬ波長１．５５μｍの量子井戸活性層で構成することができる。変調領域１９２は、例えばＰＬ波長１．４５μｍのバルク結晶から構成することができる。変調領域１９２において、位相変調を行うことで、アーム間の位相差を制御して、光変調を行う。コンタクト層１４，１７，２１は、例えばＩｎＧａＡｓＰ結晶からなる。
【００４６】
半導体レーザ１０１においては、第１ＳＧ−ＤＦＢ領域Ａ、第２ＳＧ−ＤＦＢ領域Ｂ，光吸収領域Ｃ、ＳＯＡ領域Ｄおよび光変調領域Ｅにおいて、基板１、下クラッド層２、および上クラッド層４が一体的に形成されている。導波路コア３，１３，１６，１９は、同一面上に形成され、１つの導波路を形成している。本実施例においては、ＡＲ膜１１は、光変調領域Ｅのフロント側端面に形成されている。また、ＨＲ膜５０は、光吸収領域Ｃのリア側端面に形成されている。
【００４７】
本実施例においては、利得制御用電極７に所定の駆動電流を注入するとともに、屈折率調整用電極８に所定の電気信号を入力する。また、電極１８から導波路コア１６にＳＯＡを駆動する電流を注入する。これにより、導波路コア３において生じたレーザ光が、導波路コア１６において増幅される。さらに、電極２１から導波路コア１９の変調領域１９２に電圧信号が入力されることによって、増幅された光が変調領域１９２で変調されて、フロント側端面（光変調領域Ｅ側端面）から変調されたレーザ光が出力される。導波路コア３から光吸収領域Ｃの導波路コア１３に入射する光は、導波路コア１３で光吸収され、光吸収領域側（リア側）端面に到達した時点で大きく減衰する。さらに、ＨＲ膜５０が高い反射率を有しているので、リア側端面に到達した光は、再度、導波路コア１３に反射されてさらに光吸収される。このため、リア側からの光出力を、実質的にゼロまたは非常に小さくすることができる。また、ＨＲ膜５０は、外部から入射する迷光に対しても反射率を有し、また、入射した迷光が導波路コア１３で吸収される。以上の構成を採用することから、本実施例の半導体レーザ１０１は、迷光に対して強い構造である。
【００４８】
本実施例においても、図１の第１ＳＧ−ＤＦＢ領域Ａおよび第２ＳＧ−ＤＦＢ領域Ｂを用いていることから、Ｂｕｔｔ−Ｊｏｉｎｔ接合箇所数を低減させることができる。それにより、半導体レーザ１０１の信頼度を向上させることができる。
【実施例３】
【００４９】
図７は、実施例３に係る半導体レーザ１０２の全体構成を示す模式的断面図である。図７に示すように、半導体レーザ１０２は、図６の半導体レーザ１０１において、光変調領域Ｅを排し、第２ＳＧ−ＤＦＢ領域Ｂの代わりにＣＳＧ−ＤＢＲ（Ｃｈｉｒｐｅｄ  Ｓａｍｐｌｅｄ  Ｇｒａｔｉｎｇ  Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ）領域Ｆを設けた構造である。ＣＳＧ−ＤＢＲ領域Ｆは、基板上１に、下クラッド層２、導波路コア２２、上クラッド層４、絶縁膜６、および複数のヒータ２３が積層された構造を有する。各ヒータ２３には、電源電極２４およびグランド電極２５が設けられている。
【００５０】
第１ＳＧ−ＤＦＢ領域Ａ、光吸収領域Ｃ、ＳＯＡ領域ＤおよびＣＳＧ−ＤＢＲ領域Ｆにおいて、基板１、下クラッド層２、および上クラッド層４は、一体的に形成されている。導波路コア３，１３，１６，２２は、同一面上に形成され、１つの導波路を形成している。ＡＲ膜１１は、ＳＯＡ領域Ｄのフロント側端面に形成されている。ＨＲ膜５０は、光吸収領域Ｃの端面に形成されている。
【００５１】
導波路コア２２は、例えばＩｎＧａＡｓＰからなる導波層である。ヒータ２３は、例えば薄膜抵抗体であり、ＮｉＣｒ等の抵抗体からなる。各ヒータ２３は、複数のセグメントにまたがって形成されていてもよい。電源電極２４およびグランド電極２５は、金等の導電性材料からなる。導波路コア２２においては、少なくとも２つのセグメントの光学的長さが異なっている。それにより、ＣＳＧ−ＤＢＲ領域Ｆの離散スペクトルは、波長依存性を有するようになる。
【００５２】
例えば、ＣＳＧ−ＤＢＲ領域Ｆのセグメントが３種類のセグメント長を有し、それぞれのセグメント長を第１ＳＧ−ＤＦＢ領域Ａに近い側から７０．８μｍ、７５．６μｍ、８０．４μｍとする。第１ＳＧ−ＤＦＢ領域Ａのセグメント長Ｌ１１は７０．８μｍとする。各回折格子９のピッチは、ブラグ波長が共通の１．５４μｍとなるように定める。ＣＳＧ−ＤＢＲ領域Ｆの導波路コア２２には、例えばＰＬ波長が１．４０μｍの４元バルク半導体を用いる。導波路コア２２の等価屈折率は、ヒータ２３を用いて制御することができる。なお、同じ長さのセグメントを複数設けても良い。この場合、同じセグメント長を有するセグメントを組として、各組ごとにまとめて1つのヒータで等価屈折率を制御してもよい。
【００５３】
図８は、ＣＳＧ−ＤＢＲ領域Ｆの等価屈折率変化量依存性の計算結果を示す図である。図８は、ＣＳＧ−ＤＢＲ領域Ｆの各セグメントの等価屈折率変化をそれぞれ同じ割合だけ変化させた場合の計算結果である。上記各組ごとに独立して等価屈折率を制御することによって、さらに広帯域の波長可変帯域を確保することができる。
【００５４】
本実施例においても、図１の第１ＳＧ−ＤＦＢ領域Ａを用いていることから、Ｂｕｔｔ−Ｊｏｉｎｔ接合箇所数を低減させることができる。それにより、半導体レーザ１０２の信頼度を向上させることができる。
【００５５】
なお、第１ＳＧ−ＤＦＢ領域Ａにおいて、ＣＳＧ−ＤＢＲ領域Ｆとの境界には、屈折率可変領域３２ではなく利得領域３１が配置されていることが好ましい。これは、境界に屈折率可変領域３２が設けられていると、隣接するＣＳＧ−ＤＢＲ領域Ｆとの相関を考慮し、その屈折率制御値は、第１ＳＧ−ＤＦＢ領域Ａにおける他の屈折率可変領域３２とは異ならせる必要があるためである。
【実施例４】
【００５６】
図９は、実施例４に係る半導体レーザ１０３の全体構成を示す模式的断面図である。図９に示すように、半導体レーザ１０３は、図６の半導体レーザ１０１において、第２ＳＧ−ＤＦＢ領域Ｂの代わりに、図７のＣＳＧ−ＤＢＲ領域Ｆを備える構造を有する。本実施例においても、図１の第１ＳＧ−ＤＦＢ領域Ａを用いていることから、Ｂｕｔｔ−Ｊｏｉｎｔ接合箇所数を低減させることができる。それにより、半導体レーザ１０２の信頼度を向上させることができる。
【００５７】
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００５８】
１  基板
２  下クラッド層
３  導波路コア
４  上クラッド層
５  コンタクト層
６  絶縁膜
７  利得制御用電極
８  屈折率調整用電極
９  回折格子
１０  裏面電極
１１，１２  ＡＲ膜
５０  ＨＲ膜
１００  半導体レーザ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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